JP2008189199A - 車両の運転支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現在の車両挙動のみならず、今後予想される車両挙動をも考慮して、直進状態からカーブ走行に至るまで、走行路の過渡状態における走行状況においても、車両の加減速度を適切に抑制し、先行車追従に際して円滑で違和感の無い快適な制御を可能とする。
【解決手段】追従走行制御の追従加減速制御において、自車速Ｖ０と自車両１に対する先行車の相対位置とに基づき自車両１が先行車に追従するのに必要な目標ヨーレートγｔを演算する。また、目標ヨーレートγｔに応じて第１の制限値Ｌｍγ１を演算し、目標ヨーレートγｔの単位時間あたりの変化量（γｔ−γtold）／Δｔに応じて第２の制限値Ｌｍγ２を演算し、目標ヨーレートγｔと実ヨーレートγｒとの偏差Δγ（＝γｔ−γｒ）に応じて第３の制限値Ｌｍγ３を演算し、これら第１，第２，第３の制限値の絶対値の最小のものを制限値Ｌｍに設定して、目標加減速度ａを制限値Ｌｍで制限する。
【選択図】図４

Description

本発明は、先行車に追従して加減速制御を行う車両の運転支援装置に関する。

近年、車両においては、カメラやレーザレーダ等を用いた前方認識装置により先行車を認識し、この認識した先行車に追従走行する様々な車両運転支援装置が開発され、実用化されている。

例えば、特開２０００−３５５２３１号広報には、自車速を、車間距離と自車速に基づいて算出した目標車速に一致させる先行車追従制御装置において、自車速が低車速領域であるときに大きな値となり、高車速領域であるときに小さな値となるオフセット量を、横加速度センサで検出した横加速度から減算して横加速度補正値を算出する。そして、この横加速度補正値を基にこれが小さいときに小さい値となり、大きいときに大きい値となる車速減算値を算出し、この車速減算値に基づいて目標車速を抑制することで、コーナー走行時の減速制御を最適に行って運転者に与える違和感を解消する技術が開示されている。
特開２０００−３５５２３１号広報

しかしながら、上述の特許文献１に開示される目標車速を抑制する技術では、現在の車両挙動を基に目標車速の抑制が行われるため、実際に車両挙動が発生してからの加減速の抑制となり、実際の感覚に対して遅れが生じ、追従する先行車の動きに対してずれた車両挙動となって、ドライバが不自然な感覚を抱くという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、現在の車両挙動のみならず、今後予想される車両挙動をも考慮して、直進状態からカーブ走行に至るまで、たとえ、これら走行路の過渡状態における走行状況においても、車両の加減速度を適切に抑制し、先行車追従に際して円滑で違和感の無い快適な制御が行える車両の運転支援装置を提供することを目的とする。

本発明は、自車両の走行情報を検出する自車走行情報検出手段と、先行車を認識し、この先行車情報を検出する先行車情報検出手段と、上記自車両の走行情報と上記先行車情報とに基づき上記自車両が上記先行車に追従走行を実行するのに必要な目標加減速度を演算する目標加減速度演算手段と、上記自車両の走行情報と上記先行車情報とに基づき上記自車両が上記先行車に追従するのに必要な目標パラメータを推定し、該目標パラメータに応じて演算した上記目標加減速度を制限する制限値と、上記目標パラメータの単位時間あたりの変化量に応じて演算した上記目標加減速度を制限する制限値と、上記目標パラメータと現在の実際のパラメータの値との差分に応じて演算した上記目標加減速度を制限する制限値の少なくとも一つの制限値により、上記目標加減速度を制限する目標加減速度制限手段とを備えたことを特徴としている。

本発明による車両の運転支援装置によれば、現在の車両挙動のみならず、今後予想される車両挙動をも考慮して、直進状態からカーブ走行に至るまで、たとえ、これら走行路の過渡状態における走行状況においても、車両の加減速度を適切に抑制し、先行車追従に際して円滑で違和感の無い快適な制御が可能となる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図１０は本発明の実施の形態を示し、図１は車両に搭載した運転支援装置の概略構成図、図２は追従加減速制御プログラムのフローチャート、図３は目標加減速度ａ演算処理ルーチンのフローチャート、図４は目標加減速度ａ制限処理ルーチンのフローチャート、図５は先行車加減速度−先行車速の目標加減速度演算式の領域マップの説明図、図６は目標加減速度演算式において用いるパラメータの説明図、図７は自車両と先行車の座標位置と関係を示す説明図、図８は制限値の一例を示す説明図、図９は直進路からカーブ走行に移行する一例の説明図、図１０は図９に示す走行路を走行する際に設定される制限値の一例を示すタイムチャートである。

図１において、符号１は自動車等の車両（自車両）で、この車両１には、運転支援装置の一例としてのクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）システム）２が搭載されている。

このＡＣＣシステム２は、ステレオカメラ３、ステレオ画像認識装置４、制御ユニット５等を有して主要に構成されている。そして、このＡＣＣシステム２では、基本的に、先行車が存在しない定速走行制御状態のときにはドライバが設定した車速を保持した状態で走行し、先行車が存在する場合には、追従加減速制御と追従操舵制御の自動追従制御を実行するものである。

また、自車両１には、自車走行情報検出手段としての自車速Ｖ０を検出する車速センサ６、ステアリング角Ｓｒを検出するハンドル角センサ７、及び、ヨーレートγｒを検出するヨーレートセンサ８が設けられており、自車速Ｖ０はステレオ画像認識装置４と制御ユニット５に入力され、ステアリング角Ｓｒとヨーレートγｒは制御ユニット５に入力される。更に、制御ユニット５には図示しないブレーキスイッチからのブレーキペダルのＯＮ−ＯＦＦ信号等が入力される。

また、ステアリングコラムの側部等に設けられた定速走行操作レバーに連結される複数のスイッチ類で構成された定速走行スイッチ９からの各種スイッチによる信号が制御ユニット５に入力される。この定速走行スイッチ９は、定速走行時の目標車速を設定する車速セットスイッチ、主に目標車速を下降側へ変更設定するコーストスイッチ、主に目標車速を上昇側へ変更設定するリジュームスイッチ等で構成されている。更に、この定速走行操作レバーの近傍には、定速走行制御及び自動追従制御のＯＮ／ＯＦＦを行うメインスイッチ（図示せず）が配設されている。

ステレオカメラ３は、ステレオ光学系として例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等の固体撮像素子を用いた１組の（左右の）ＣＣＤカメラで構成される。これら左右のＣＣＤカメラは、それぞれ車室内の天井前方に一定の間隔をもって取り付けられ、車外の対象を異なる視点からステレオ撮像し、画像データをステレオ画像認識装置４に出力する。

ステレオ画像認識装置４は、ステレオカメラ３からの画像データ、車速センサ６からの自車速Ｖ０が入力され、ステレオカメラ３からの画像データに基づき自車両１前方の立体物データと白線データの前方情報を検出し、自車両１の進行路（自車進行路）を推定する。そして、自車両１前方の先行車を抽出して、先行車位置（例えば、図７に示すように、自車両１を原点とするＸ−Ｚ座標系上の座標位置）、先行車距離（車間距離）Ｌ、先行車速（（車間距離Ｌの変化量）＋（自車速Ｖ０））Ｖｆ、先行車加減速度（先行車速Ｖｆの微分値）ａｆ、先行車以外の静止物位置、白線座標、白線認識距離、自車進行路座標等の各データを制御ユニット５に出力する。

ここで、ステレオ画像認識装置４における、ステレオカメラ３からの画像データの処理は、例えば以下のように行われる。まず、ステレオカメラ３のＣＣＤカメラで撮像した自車両１の進行方向の環境の１組のステレオ画像対に対し、対応する位置のずれ量から三角測量の原理によって距離情報を求める処理を行って、三次元の距離分布を表す距離画像を生成する。そして、このデータを基に、周知のグルーピング処理や、予め記憶しておいた三次元的な道路形状データ、立体物データ等と比較し、白線データ、道路に沿って存在するガードレール、縁石等の側壁データ、車両等の立体物データを抽出する。

立体物データでは、立体物までの距離と、この距離の時間的変化（自車両１に対する相対速度）が求められ、特に自車進行路上にある最も近い車両で、自車両１と略同じ方向に所定の速度（例えば、０km/h以上）で走行するものが先行車として抽出される。尚、先行車の中で速度Ｖｆが略０km/hである車両は、停止した先行車として認識される。また、立体物情報、及び、先行車情報は、後面の左端点と右端点の位置情報が記憶され、更に、この後面の左端点と右端点との略中央が立体物又は先行車の重心位置として記憶される。このように、ステレオカメラ３及びステレオ画像認識装置４は、先行車情報検出手段としての機能を有して設けられている。

制御ユニット５は、ドライバの操作入力によって設定される走行速度を維持するよう定速走行制御を行う定速走行制御の機能、及び、自動追従制御（追従加減速制御、及び、追従操舵制御）の機能を実現するもので、ドライバが図示しないメインスイッチをＯＮし、定速走行操作レバーにより、希望する車速をセットすると、定速走行スイッチ９からの信号が制御ユニット５に入力される。そして、車速センサ６で検出した車速が、ドライバのセットした設定車速に収束するように、スロットル弁制御装置１０に信号出力してスロットル弁１１の開度をフィードバック制御し、自車両１を自動的に定速状態で走行させ、或いは、自動ブレーキ制御装置１２に減速信号を出力して自動ブレーキを作動させる。

また、制御ユニット５は、定速走行制御を行っている際に、ステレオ画像認識装置４にて先行車を認識した場合には、後述する自動追従制御へ自動的に切り換えられる。尚、定速走行制御の機能、及び、自動追従制御の機能は、ドライバがブレーキを踏んだ場合やメインスイッチがＯＦＦされた場合には、解除されるようになっている。

車両の走行制御が追従走行制御へ移行すると、本実施の形態の追従加減速制御の例では、詳細は後述するが、予め設定した２つの領域からなる先行車加減速度ａｆ−先行車速Ｖｆの目標加減速度演算式の領域マップを参照し、現在の先行車の加減速度ａｆと速度Ｖｆが属する領域の目標加減速度演算式を選択し、この選択した目標加減速度演算式により目標加減速度ａを演算する。

更に、自車速Ｖ０と自車両１に対する先行車の相対位置とに基づき自車両１が先行車に追従するのに必要な目標パラメータとしての目標ヨーレートγｔを演算する。

また、目標ヨーレートγｔに応じて制限値（第１の制限値Ｌｍγ１）を演算し、目標ヨーレートγｔの単位時間あたりの変化量（γｔ−γtold）／Δｔに応じて制限値（第２の制限値Ｌｍγ２）を演算し、目標ヨーレートγｔと現在の実際のヨーレートγｒとの偏差Δγ（＝γｔ−γｒ）に応じて制限値（第３の制限値Ｌｍγ３）を演算し、これら第１，第２，第３の制限値の絶対値の最小のものを制限値Ｌｍに設定する。

そして、目標加減速度ａを制限値Ｌｍで制限し、自動ブレーキ制御装置１２に信号出力して自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）を行わせ、或いは、スロットル弁制御装置１０に信号出力して自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行う。このように、本実施の形態において、制御ユニット５は、目標加減速度演算手段、及び、目標加減速度制限手段としての機能を有して構成される。

また、制御ユニット５は、車両の走行制御が追従走行制御へ移行すると、本実施の形態の追従操舵制御の例では、自車速Ｖ０が、例えば３５km/h未満の領域で実行され、この車速領域内においての予め設定する高速側の車速領域の場合には、自車速Ｖ０と自車両１に対する先行車の相対位置とに基づき自車両１が先行車に追従するのに必要な目標ヨーレートγｔを演算し、この目標ヨーレートγｔに基づき先行車に追従するパワーステアリング指示電流値ｉｃを演算して電動パワーステアリング制御装置１３に出力する。一方、この車速領域内においての予め設定する低速側の車速領域の場合には、自車両１に対する先行車の相対位置に基づき自車両１が先行車に追従するのに必要な目標ステアリング角Ｓｔを演算し、この目標ステアリング角Ｓｔに基づき先行車に追従するパワーステアリング指示電流値ｉｃを演算して電動パワーステアリング制御装置１３に出力する。

尚、符号１４は、ＡＣＣシステム２の各作動状態を表示する液晶モニタであり、例えば、車載のナビゲーションシステムと共用される。

次に、追従走行制御の追従加減速制御について、図２のフローチャートで説明する。この追従加減速制御プログラムは、ＡＣＣシステム２のメインスイッチがＯＮされて、先行車が存在する追従走行制御に移行すると所定時間毎に実行されるものであり、まず、ステップ（以下、「Ｓ」と略称）１０１で必要なパラメータの読み込みが行われる。次いで、Ｓ１０２に進み、目標加減速度ａの演算処理が実行され、Ｓ１０３に進んで、Ｓ１０２で演算した目標加減速度ａの制限処理を実行し、Ｓ１０４に進んで、Ｓ１０３にて必要に応じて制限処理された目標加減速度ａを、自動ブレーキ制御装置１２、或いは、スロットル弁制御装置１０に信号出力してプログラムを抜ける。

ここでは、まず、Ｓ１０２にて実行される目標加減速度ａの演算処理について、図３のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ２０１では、演算式選択フラグＦａを参照する。この演算式選択フラグＦａは、前回、先行車の走行状態（加減速度ａｆ、車速Ｖｆ）によって後述する第１の演算式が選択されている場合には「１」がセットされ、後述する第２の演算式が選択されている場合には「２」がセットされるフラグである。

ここで、本実施の形態において、予め設定した２つの領域からなる先行車加減速度ａｆ−先行車速Ｖｆの目標加減速度演算式の領域マップと、それぞれの領域に設定される演算式（第１の演算式及び第２の演算式）について説明する。

先行車加減速度ａｆ−先行車速Ｖｆの目標加減速度演算式の領域とは、例えば、図５（ａ）に示すように、先行車の加減速度の絶対値｜ａｆ｜と速度の絶対値｜Ｖｆ｜との関係において、Ｖｆ＝１．０・ａｆを境界線Ｔthとし、上側の領域（先行車の車速の絶対値｜Ｖｆ｜が高いが加減速度の絶対値｜ａｆ｜が小さい領域）が第１の演算式を選択する第１の領域として設定され、下側の領域（先行車の車速の絶対値｜Ｖｆ｜が低いが加減速度の絶対値｜ａｆ｜が高い領域）が第２の演算式を選択する第２の領域として予め設定されている。尚、本実施の形態においては、加減速度の符号は、減速方向を正、加速方向を負とする。

そして、第１の演算式とは、先行車が走行を継続することを前提に自車両１が予め設定した車間距離を先行車に対し維持して追従走行するための演算式であり、自車両１と先行車とが、図６に示すような関係、すなわち、現在、自車速Ｖ０、自車加減速度ａ０、先行車速Ｖｆ、先行車加減速度ａｆ、車間距離Ｌである状態が、ｔ秒後に、自車両１が距離Ｌｓ前進し、先行車が先行車予測位置まで距離Ｌｆ前進し、自車両１との車間距離が目標車間距離Ｄtgt（マップ或いは演算により設定される距離）となるとすると、自車両１の目標加減速度ａは、以下の（１）式より求められる。
ａ＝ａｆ＋（（Ｖ０−Ｖｆ）^２／（Ｌ−Ｄtgt）） …（１）
従って、この（１）式が、第１の領域における第１の演算式として定められている。

同様に、第２の演算式とは、先行車が停止することを前提に自車両１が予め設定する車間距離で先行車に対して追従停止するための演算式であり、図６に示すような関係、すなわち、現在、自車速Ｖ０、自車加減速度ａ０、先行車速Ｖｆ、先行車加減速度ａｆ、車間距離Ｌである状態が、ｔ秒後に、自車両１が距離Ｌｓ前進し、先行車が先行車予測位置まで距離Ｌｆ前進し、自車両１との車間距離が目標停止車間距離Ｄstop（一定値：例えば５ｍ）となって停車すると仮定すると、以下の（２）式が成立する。
Ｌ＋Ｌｆ＝Ｌｓ＋Ｄstop …（２）
ここで、
Ｌｆ＝Ｖｆ^２／（２・ａｆ） …（３）
Ｌｓ＝Ｖ０^２／（２・ａ０） …（４）
であるから、これら（３）式、（４）式を、上述の（２）式に代入し、ａ０について解き、このａ０を自車両１の目標加減速度ａとすると、以下の（５）式を得る。

ａ＝（ａｆ・Ｖ０^２）／（Ｖｆ^２＋２・ａｆ・（Ｌ−Ｄstop）） …（５）
従って、この（５）式が、第２の領域における第２の演算式として定められている。尚、上述の全ての加減速度は、減速方向の符号を正とする。

尚、上述の２つの領域からなる先行車加減速度ａｆ−先行車速Ｖｆの目標加減速度演算式の領域マップは、これに限るものではなく、複数の境界により区分されるようなものであっても良い。

図３のフローチャートのＳ２０１の判定の結果、演算式選択フラグＦａが「１」であって、前回、第１の演算式が選択されている場合には、Ｓ２０２に進み、第１の領域から第２の領域に遷移するのにヒステリシス特性を持たせるため第１の領域を広げるようにＳ１だけ境界Ｔthを下方に移動させて補正設定する。例えば、図５（ａ）のように補正する。

逆に、Ｓ２０１の判定の結果、演算式選択フラグＦａが「２」であって、前回、第２の演算式が選択されている場合には、Ｓ２０３に進み、第２の領域から第１の領域に遷移するのにヒステリシス特性を持たせるため第２の領域を広げるようにＳ２だけ境界Ｔthを上方に移動させて補正設定する。例えば、図５（ｂ）のように補正する。ここで、ヒステリシスを設ける幅は、Ｓ１＞Ｓ２であり、第１の演算式から第２の演算式への遷移の方が、第２の演算式から第１の演算式への遷移より、し難い特性に設定されている。

Ｓ２０２、或いは、Ｓ２０３でヒステリシスを考慮した領域補正を行った後は、Ｓ２０４に進み、現在の先行車の走行状態（先行車加減速度ａｆ−先行車速Ｖｆ）が第１の領域内か否か判定する。

このＳ２０４の判定の結果、現在の先行車の走行状態（先行車加減速度ａｆ−先行車速Ｖｆ）が第１の領域内の場合は、Ｓ２０５に進み、第１の演算式（上述の（１）式）により目標加減速度ａを演算し、Ｓ２０６に進んで、演算式選択フラグＦａを「１」とし、ルーチンを抜ける。

また、Ｓ２０４の判定の結果、現在の先行車の走行状態（先行車加減速度ａｆ−先行車速Ｖｆ）が第２の領域内の場合は、Ｓ２０７に進み、第２の演算式（上述の（５）式）により目標加減速度ａを演算し、Ｓ２０８に進んで、演算式選択フラグＦａを「２」とし、ルーチンを抜ける。

このように、本発明の実施の形態によれば、先行車の走行状態に応じて追従走行するための式を切り替えて追従走行制御（追従加減速制御）させるようになっているので、制御が連続的に行われ、円滑な制御によりドライバが自然な感覚で利用することが可能となる。また、領域の設定も、境界線がヒステリシスを考慮して設定されるため、制御がハンチングすることもなく、安定した制御が行えるようになっている。

次に、Ｓ１０３にて実行される目標加減速度ａの制限処理について、図４のフローチャートで説明する。

まず、Ｓ３０１では、自車両１が先行車に到達するまでの予測時間（接触予測時間）ＴＴＣを、例えば、以下の（６）式により演算する。
ＴＴＣ＝Ｌ／（Ｖ０−Ｖｆ） …（６）

その後、Ｓ３０２に進み、Ｓ３０１で演算した接触予測時間ＴＴＣが、予め設定しておいた時間ＴＴ１（例えば５秒）より短いか否か判定し、ＴＴ１より短い場合（ＴＴＣ＜ＴＴ１の場合）は、安全性を優先して、目標加減速度ａの制限は実行せず、そのままルーチンを抜ける。

逆に、接触予測時間ＴＴＣが、予め設定しておいた時間ＴＴ１以上の場合（ＴＴＣ≧ＴＴ１の場合）は、Ｓ３０３に進み、以下の（７）式により、現在の自車両１の位置と先行車の位置を基に目標走行半径Ｒｔを演算する。すなわち、図７に示す、自車両１を原点Ｏとする座標系において、先行車の重心位置の座標を（ｘｔ，ｚｔ）とすると、
Ｒｔ＝（ｘｔ^２＋ｚｔ^２）／（２・ｘｔ） …（７）

次いで、Ｓ３０４へと進み、以下の（８）式により目標ヨーレートγｔを演算する。
γｔ＝Ｖ０／Ｒｔ …（８）

Ｓ３０４で目標ヨーレートγｔを演算した後は、Ｓ３０５へと進み、以下の（９）式により、目標ヨーレートγｔに基づいて第１の制限値Ｌｍγ１を演算する。
｜Ｌｍγ１｜＝Ｌmc1−Ｋ１・｜γｔ｜ …（９）
ここで、Ｌｍγ１を絶対値としたのは、加速方向、減速方向の両方において本（９）式を適用させるためである。また、Ｋ１は定数、Ｌmc1は定数（例えば、０．５・ｇ）である。そして、（９）式で演算した第１の制限値｜Ｌｍγ１｜が、｜Ｌｍγ１｜＞Ｌmc2（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍγ１｜はＬmc2で制限（｜Ｌｍγ１｜＝Ｌmc2）する。この制限値Ｌｍγ１の特性は図８に示す。尚、本実施の形態では、加速方向と減速方向の制限値Ｌｍγ１を同じ特性としているが、それぞれ異なった特性としても良い。

次に、Ｓ３０６に進み、目標ヨーレートγｔの単位時間あたりの変化量（γｔ−γtold）／Δｔを演算する。ここで、Δｔは単位時間（例えば、前回から今回までの時間）であり、γtoldは単位時間Δｔ前（例えば、前回）の目標ヨーレートである。

Ｓ３０６で目標ヨーレートγｔの単位時間あたりの変化量（γｔ−γtold）／Δｔを演算した後は、Ｓ３０７へと進み、以下の（１０）式により、目標ヨーレートγｔの単位時間あたりの変化量（γｔ−γtold）／Δｔに基づいて第２の制限値Ｌｍγ２を演算する。
｜Ｌｍγ２｜＝Ｌmc3−Ｋ２・｜（γｔ−γtold）／Δｔ｜ …（１０）
ここで、Ｌｍγ２を絶対値としたのは、加速方向、減速方向の両方において本（１０）式を適用させるためである。また、Ｋ２は定数、Ｌmc3は定数（例えば、０．５・ｇ）である。そして、（１０）式で演算した第２の制限値｜Ｌｍγ２｜が、｜Ｌｍγ２｜＞Ｌmc4（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍγ２｜はＬmc4で制限（｜Ｌｍγ２｜＝Ｌmc4）する。この第２の制限値Ｌｍγ２の特性は、図８のＬｍγ１の特性図において、γｔを（γｔ−γtold）／Δｔに、Ｌｍγ１をＬｍγ２に、Ｌmc1をＬmc3に、Ｌmc2をＬmc4に読み替えることで示される。尚、本実施の形態では、加速方向と減速方向の第２の制限値Ｌｍγ２を同じ特性としているが、それぞれ異なった特性としても良い。

次に、Ｓ３０８に進み、目標ヨーレートγｔと現在の実際のヨーレートγｒとの偏差（ヨーレート偏差）Δγ（＝γｔ−γｒ）を演算する。

次いで、Ｓ３０９に進み、以下の（１１）式により、ヨーレート偏差Δγに基づいて第３の制限値Ｌｍγ３を演算する。
｜Ｌｍγ３｜＝Ｌmc5−Ｋ３・｜Δγ｜ …（１１）
ここで、Ｌｍγ３を絶対値としたのは、加速方向、減速方向の両方において本（１１）式を適用させるためである。また、Ｋ３は定数、Ｌmc5は定数（例えば、０．５・ｇ）である。そして、（１１）式で演算した第３の制限値｜Ｌｍγ３｜が、｜Ｌｍγ３｜＞Ｌmc6（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍγ３｜はＬmc6で制限（｜Ｌｍγ３｜＝Ｌmc6）する。この第３の制限値Ｌｍγ３の特性は、図８のＬｍγ１の特性図において、γｔをΔγに、Ｌｍγ１をＬｍγ３に、Ｌmc1をＬmc5に、Ｌmc2をＬmc6に読み替えることで示される。尚、本実施の形態では、加速方向と減速方向の第３の制限値Ｌｍγ３を同じ特性としているが、それぞれ異なった特性としても良い。

次いで、Ｓ３１０に進み、第１，第２，第３の制限値の絶対値の最小のものを制限値Ｌｍに設定し、Ｓ３１１に進んで、Ｓ１０２で演算した目標加減速度ａを制限値Ｌｍで制限、すなわち、目標加減速度の絶対値｜ａ｜が制限値の絶対値｜Ｌｍ｜以上となる場合には、目標加減速度の絶対値｜ａ｜を制限値の絶対値｜Ｌｍ｜として制限し、ルーチンを抜ける。

すなわち、例えば、図９に示すような、直進路からカーブ走行に移行する場合には、目標ヨーレートγｔは、図１０（ａ）に示すように、先行車がカーブに差し掛かった状況では略０であり、このときに演算される第１の制限値の絶対値｜Ｌｍγ１｜は、大きな値をとる。また、図１０（ｃ）に示すように、ヨーレート偏差Δγも、先行車がカーブに差し掛かった状況では、小さいままであり、やはり、第３の制限値の絶対値｜Ｌｍγ３｜は、大きな値をとる。このような状況では、図１０（ｂ）に示すように、目標ヨーレートγｔの単位時間あたりの変化量の絶対値｜（γｔ−γtold）／Δｔ｜が先行車の挙動に応じて最も大きく変化して、第２の制限値の絶対値｜Ｌｍγ２｜を小さくすることができる。そして、第１，第２，第３の制限値の絶対値の最小のものを制限値Ｌｍに設定し、第２の制限値の絶対値｜Ｌｍγ２｜を制限値Ｌｍとすることにより（図１０（ｃ）参照）、直進路からカーブ走行に移行する際の追従制御をスムーズなものとし、違和感の無い快適な制御が行えるようになっている。更に、上述の直進路からカーブ走行に移行する場合以外の、例えば、複数のカーブが連続する場合においても、同様に、第１，第２，第３の制限値の絶対値の最小のものを制限値Ｌｍに設定し、この制限値Ｌｍで目標加減速度の絶対値ａを制限することにより、直進状態からカーブ走行に至るまで、たとえ、これら走行路の過渡状態における走行状況においても、車両の加減速度を適切に抑制し、先行車追従に際して円滑で違和感の無い快適な制御が行えるようになっている。

また、第１，第２，第３の制限値を演算する際に用いる目標ヨーレートγｔは、自車速Ｖ０と自車両１に対する先行車の相対位置とに基づき自車両１が先行車に追従するのに必要な値として演算されるものであるため、現在の車両挙動のみならず、今後予想される車両挙動をも考慮して車両の加減速度を適切に抑制されるので、先行車追従に際して円滑で違和感の無い快適な制御が可能となる。

更に、本実施の形態における制限値Ｌｍの演算は、（９）式、（１０）式、（１１）式のように単純な一次関数により演算されるので、複雑なアルゴリズムを必要とせず、高速に設定でき、レスポンスに優れた制御が可能となる。

尚、本実施の形態では、第１，第２，第３の３つの制限値を用いて制限値Ｌｍを設定するようにしているか、車両によっては、第１，第２，第３の何れか一つの制限値のみ用いて制限するようにしても良く、或いは、第１，第２，第３の何れか２つの制限値を用いて制限値Ｌｍを設定するようにしても良い。

また、本実施の形態では、目標パラメータとして目標ヨーレートγｔを用いる例を示したが、目標ヨーレートγｔ以外に、目標ステアリング角Ｓｔ（＝（Ｌｗ・Ｎｓ）／Ｒｔ：Ｌｗはホイールベース、Ｎｓはステアリングギヤ比）や目標曲率ρｔ（＝１／γｔ）を用いるものであっても良い。

目標パラメータとして目標ステアリング角Ｓｔを用いる場合、上述の（９）式、（１０）式、（１１）式に対応した第１，第２，第３の制限値Ｌｍｓ１，Ｌｍｓ２，Ｌｍｓ３は、それぞれ以下の（１２）式、（１３）式、（１４）式により演算される。

｜Ｌｍｓ１｜＝Ｌmc11−Ｋ11・｜Ｓｔ｜ …（１２）
｜Ｌｍｓ２｜＝Ｌmc13−Ｋ12・｜（Ｓｔ−Ｓtold）／Δｔ｜ …（１３）
｜Ｌｍｓ３｜＝Ｌmc15−Ｋ13・｜ΔＳ｜ …（１４）
ここで、Ｓtoldは単位時間Δｔ前（例えば、前回）の目標ステアリング角、ΔＳは目標ステアリング角Ｓｔと現在の実際のステアリング角Ｓｒとの偏差（ステアリング角偏差）（＝Ｓｔ−Ｓｒ）、Ｋ11、Ｋ12、Ｋ13は定数、Ｌmc11、Ｌmc13、Ｌmc15は、例えば、０．５・ｇ等の定数である。そして、前述の（９）式、（１０）式、（１１）式と同様に、（１２）式で演算した第１の制限値｜Ｌｍｓ１｜が、｜Ｌｍｓ１｜＞Ｌmc12（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍｓ１｜はＬmc12で制限（｜Ｌｍｓ１｜＝Ｌmc12）し、（１３）式で演算した第２の制限値｜Ｌｍｓ２｜が、｜Ｌｍｓ２｜＞Ｌmc14（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍｓ２｜はＬmc14で制限（｜Ｌｍｓ２｜＝Ｌmc14）し、（１４）式で演算した第３の制限値｜Ｌｍｓ３｜が、｜Ｌｍｓ３｜＞Ｌmc16（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍｓ３｜はＬmc16で制限（｜Ｌｍｓ３｜＝Ｌmc16）する。

また、目標パラメータとして目標曲率ρｔを用いる場合、上述の（９）式、（１０）式、（１１）式に対応した第１，第２，第３の制限値Ｌｍρ１，Ｌｍρ２，Ｌｍρ３は、それぞれ以下の（１５）式、（１６）式、（１７）式により演算される。

｜Ｌｍρ１｜＝Ｌmc21−Ｋ21・｜ρｔ｜ …（１５）
｜Ｌｍρ２｜＝Ｌmc23−Ｋ22・｜（ρｔ−ρtold）／Δｔ｜ …（１６）
｜Ｌｍρ３｜＝Ｌmc25−Ｋ23・｜Δρ｜ …（１７）
ここで、ρtoldは単位時間Δｔ前（例えば、前回）の目標曲率、Δρは目標曲率ρｔと現在の実際の曲率との偏差（曲率偏差）（＝ρｔ−ρ）、Ｋ21、Ｋ22、Ｋ23は定数、Ｌmc21、Ｌmc23、Ｌmc25は、例えば、０．５・ｇ等の定数である。そして、前述の（９）式、（１０）式、（１１）式と同様に、（１５）式で演算した第１の制限値｜Ｌｍρ１｜が、｜Ｌｍρ１｜＞Ｌmc22（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍρ１｜はＬmc22で制限（｜Ｌｍρ１｜＝Ｌmc22）し、（１６）式で演算した第２の制限値｜Ｌｍρ２｜が、｜Ｌｍρ２｜＞Ｌmc24（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍρ２｜はＬmc24で制限（｜Ｌｍρ２｜＝Ｌmc24）し、（１７）式で演算した第３の制限値｜Ｌｍρ３｜が、｜Ｌｍρ３｜＞Ｌmc26（例えば、０．３・ｇ）の場合は、｜Ｌｍρ３｜はＬmc26で制限（｜Ｌｍρ３｜＝Ｌmc26）する。

また、本実施の形態では、目標加減速度ａを、予め設定した２つの領域からなる先行車加減速度ａｆ−先行車速Ｖｆの目標加減速度演算式の領域マップから演算式を選択して演算するようになっているが、他の方法で求めるものであっても本発明が適用できることは云うまでもない。例えば、目標車間時間を自車速Ｖ０に基づいて演算設定し、先行車との車間距離Ｌと先行車速Ｖｆと自車速Ｖ０と目標車間時間とに基づき目標加減速度ａを演算するもの等にも適用できる。

また、本実施の形態では、先行車の認識をステレオカメラからの画像を基に行うようになっているが、他の技術、例えば、ミリ波レーダと単眼カメラからの情報を基に認識するものであっても良い。

車両に搭載した運転支援装置の概略構成図 追従加減速制御プログラムのフローチャート 目標加減速度ａ演算処理ルーチンのフローチャート 目標加減速度ａ制限処理ルーチンのフローチャート 先行車加減速度−先行車速の目標加減速度演算式の領域マップの説明図 目標加減速度演算式において用いるパラメータの説明図 自車両と先行車の座標位置と関係を示す説明図 制限値の一例を示す説明図 直進路からカーブ走行に移行する一例の説明図 図９に示す走行路を走行する際に設定される制限値の一例を示すタイムチャート

符号の説明

１ 自車両
２ ＡＣＣシステム（運転支援装置）
３ ステレオカメラ（先行車情報検出手段）
４ ステレオ画像認識装置（先行車情報検出手段）
５ 制御ユニット（目標加減速度演算手段、目標加減速度制限手段）
６ 車速センサ（自車走行情報検出手段）
１０ スロットル弁制御装置
１１ スロットル弁
１２ 自動ブレーキ制御装置

Claims (4)

1. 自車両の走行情報を検出する自車走行情報検出手段と、
   先行車を認識し、この先行車情報を検出する先行車情報検出手段と、
   上記自車両の走行情報と上記先行車情報とに基づき上記自車両が上記先行車に追従走行を実行するのに必要な目標加減速度を演算する目標加減速度演算手段と、
   上記自車両の走行情報と上記先行車情報とに基づき上記自車両が上記先行車に追従するのに必要な目標パラメータを推定し、該目標パラメータに応じて演算した上記目標加減速度を制限する制限値と、上記目標パラメータの単位時間あたりの変化量に応じて演算した上記目標加減速度を制限する制限値と、上記目標パラメータと現在の実際のパラメータの値との差分に応じて演算した上記目標加減速度を制限する制限値の少なくとも一つの制限値により、上記目標加減速度を制限する目標加減速度制限手段と、
   を備えたことを特徴とする車両の運転支援装置。
2. 上記目標加減速度制限手段は、複数の制限値により上記目標加減速度を制限する場合、上記複数の制限値の中で絶対値の最も小さな制限値を用いて上記目標加減速度を制限することを特徴とする請求項１記載の車両の運転支援装置。
3. 上記目標パラメータは、目標ヨーレートと目標ステアリング角と目標曲率の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の運転支援装置。
4. 上記目標加減速度制限手段は、上記自車両が上記先行車に到達するまでの予測時間が予め設定しておいた値より短い場合は、上記目標加減速度の制限を行わないことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の車両の運転支援装置。

Images